一种电子静电计

本技术属于检测仪器和物理实验用具，具体涉及一种电子静电计。

背景技术：

1、物理教学中常用的静电检测计又称电势差计或指针验电器，它是基于同种电荷相互排斥的原理制成的机械结构。通常这样的装置无法探测较少的电荷，并且受环境温湿度影响大，从而无法达到理想的灵敏度。同时传统的静电计无法区分正负电荷，这也限制了它的应用场合。

2、202023211901.5号实用新型公开了一种新型静电计，涉及技术领域，包括绝缘支架、安装于绝缘支架上的且具有可视的透明窗的金属壳、穿过金属壳顶部且一部分伸入金属壳内一部分露出金属壳外的金属杆、与金属杆转动连接的指针、以及位于金属杆顶部的金属球；金属杆与金属壳的交界处设有绝缘密封结构，金属壳的内部放置有干燥剂。201610526430.6号发明专利申请公开了一种用于中学静电实验的静电计，静电球通过绝缘端子设于机壳顶面，显示屏、电源开关及置零按钮设于机壳前面直板和平板，电荷采集模块采集静电球电荷并输入至小信号滤波调理模块，小信号滤波调理模块的信号输出至信号放大模块，信号放大模块的信号传输至中央处理模块，中央处理模块的显示信号输出至显示屏，电源模块提供各个模块的工作电源，电源开关串接于电源模块的供电回路，置零按钮串接于电荷采集模块的电荷采集回路，电源模块、电荷采集模块、小信号滤波调理模块、信号放大模块和中央处理模块设于机壳内。该静电计通过显示屏直观显示实验数据，采用外接端口传输实验数据，结构相对较为复杂。

技术实现思路

1、本实用新型的目的在于提供一种电子静电计，具有灵敏度高、能区别正负电荷、带有声光指示、制作简单等优点，适合在物理课堂的教学中推广，也适合学生的课外实验拓展。

2、本实用新型包括壳体和壳体内的检测电路。壳体上设置有电源开关、电源指示灯、正电荷指示灯、负电荷指示灯、正电荷检测天线和负电荷检测天线。检测电路包括n沟道绝缘栅场效应管、p沟道绝缘栅场效应管，以及三个电阻。第一电阻的一端、第二电阻的一端和p沟道绝缘栅场效应管的源极接电源开关的一端，电源开关的另一端接+3v电源。第一电阻的另一端接电源指示灯的正极，电源指示灯的负极接n沟道绝缘栅场效应管的源极并接地。第二电阻的另一端接正电荷指示灯的正极，正电荷指示灯的负极接n沟道绝缘栅场效应管的漏极。第三电阻的一端接p沟道绝缘栅场效应管p-mosfet的漏极，另一端接负电荷指示灯的正极，负电荷指示灯的负极接地。

3、正电荷检测天线和负电荷检测天线为绝缘层包裹的金属导线，正电荷检测天线接n沟道绝缘栅场效应管的栅极，负电荷检测天线接p沟道绝缘栅场效应管的栅极。

4、进一步，壳体内设置有正电荷蜂鸣器和负电荷蜂鸣器；正电荷蜂鸣器的正端接电源开关的一端，负端接n沟道绝缘栅场效应管的漏极；负电荷蜂鸣器的正端接p沟道绝缘栅场效应管的漏极，负端接地。

5、进一步，还设置有正电荷除电按键和负电荷除电按键，用于检测天线的除电。正电荷除电按键的两端分别接n沟道绝缘栅场效应管的栅极和源极，负电荷除电按键的两端分别接p沟道绝缘栅场效应管的栅极和源极。

6、当带电体靠近一段中性的金属导体时，导体距带电体的近端和远端会感生出不同极性的电荷，这就是静电感应。当一个带正电荷的带电体靠近导体时，导体靠近带电体的一端会感生出一定数量的负电荷，而远离带电体的一端则会积聚相应数量的正电荷。此时导体相对于带电体的近端与远端之间就会产生一个电势差，通过检测这个电势差的方向就可以判别带电体所带电荷的正负极性。

7、本实用新型可以检测微量的带电电荷，并判别所带电荷的正负极性。该静电计采用了非接触式测量，并不会影响到被测量本体，这对于少量电荷的检测显得犹为重要。与此前的类似装置相比，本装置制作更加简单、原理更为清晰、操作便捷，有较高的推广和实用价值。

技术特征：

1.一种电子静电计，包括壳体和壳体内的检测电路；其特征在于：

2.如权利要求1所述的一种电子静电计，其特征在于：所述的壳体内设置有正电荷蜂鸣器和负电荷蜂鸣器；正电荷蜂鸣器的正端接电源开关的一端，负端接n沟道绝缘栅场效应管的漏极；负电荷蜂鸣器的正端接p沟道绝缘栅场效应管的漏极，负端接地。

3.如权利要求1所述的一种电子静电计，其特征在于：还设置有正电荷除电按键和负电荷除电按键，正电荷除电按键的两端分别接n沟道绝缘栅场效应管的栅极和源极，负电荷除电按键的两端分别接p沟道绝缘栅场效应管的栅极和源极。

技术总结
本技术公开了一种电子静电计。壳体上设置有电源开关、电源指示灯、正电荷指示灯、负电荷指示灯、正电荷检测天线和负电荷检测天线；壳体内的检测电路包括N沟道和P沟道绝缘栅场效应管以及三个电阻。第一、二电阻的一端和P沟道绝缘栅场效应管的源极通过电源开关接+3V电源；第一电阻另一端通过电源指示灯接N沟道绝缘栅场效应管的源极，第二电阻的另一端通过正电荷指示灯接N沟道绝缘栅场效应管的漏极，负电荷指示灯正极通过第三电阻接P沟道绝缘栅场效应管的漏极。正、负电荷检测天线分别接N沟道、P沟道绝缘栅场效应管的栅极。本技术采用非接触式测量，原理清晰、结构简单、操作方便。

技术研发人员：丁望峰,车宇
受保护的技术使用者：杭州师范大学
技术研发日：20230410
技术公布日：2024/1/14